(57)【要約】モータは、ステータコアと、ステータコアから突出したティースとを有するステータと、ティースにｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイルとを備えている。コイルは断面が多角形の導電部材からなる。コイルをティースがステータコアから突出する方向に沿って切断したときの断面において、コイルは、ティースとの対向面である第１対向面、あるいは隣接するティースに巻回されたコイルとの対向面である第２対向面の少なくとも一方に凹部を有する。また、第１対向面あるいは第２対向面の少なくとも一方と凹部とで、コイルを冷却する冷媒を通過させる空間が構成される。
2018154944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、前記ステータコアから突出したティースとを有するステータと、
前記ティースにｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイルとを備えたモータであって、
前記コイルは断面が多角形の導電部材からなり、
前記コイルを前記ティースが前記ステータコアから突出する方向に沿って切断したときの断面において、
前記コイルは、前記ティースとの対向面である第１対向面、あるいは隣接するティースに巻回されたコイルとの対向面である第２対向面の少なくとも一方に凹部を有し、
前記第１対向面あるいは前記第２対向面の少なくとも一方と前記凹部とで、前記コイルを冷却する冷媒を通過させる空間が構成されるモータ。
【請求項２】
前記コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンにおける前記第１対向面の中央部分、あるいは前記第２対向面の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記コイルのうち、少なくとも２つのターンに前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項５】
前記コイルにおける少なくとも前記ステータコア近傍のターンに、前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項６】
前記コイルの各ターンにおける前記第２対向面が複数の前記凹部を有する請求項１記載のモータ。
【請求項７】
前記冷媒は液体である請求項１記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、モータにおけるコイルの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業、車載用途で、モータの需要は高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。【０００３】
モータの効率向上の一つの手法として、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。【０００４】
コイルの占積率を向上させる手法として、銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。【０００５】
モータ効率を低下させる要因の一つに熱があり、モータ内部に冷媒を循環させて温度上昇を抑制することが知られている（例えば、特許文献２を参照）。【０００６】
コイルの占積率が向上すると、スロット内での空きスペースが小さくなり、スロット内を冷媒が流れにくくなる。その結果、コイルまたはコイルが巻回されるティースに熱がこもりやすくなり、モータ効率が低下するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
【特許文献１】特開２０１５−１０９７３３号公報
【発明の概要】
【０００８】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、冷媒によるコイルの冷却効果をより高めて、高効率のモータを実現することにある。
【０００９】
上記の目的を達成するために、ここに開示する技術のモータは、ステータコアと、ステータコアから突出したティースとを有するステータと、ティースにｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイルとを備える。コイルは断面が多角形の導電部材からなる。また、コイルをティースがステータコアから突出する方向に沿って切断したときの断面において、コイルは、ティースとの対向面である第１対向面、あるいは隣接するティースに巻回されたコイルとの対向面である第２対向面の少なくとも一方に凹部を有する。また、第１対向面あるいは第２対向面の少なくとも一方と凹部とで、コイルを冷却する冷媒を通過させる空間が構成される。
【００１０】
この構成によれば、熱が溜まりやすいコイルに対して、コイルの近傍に冷媒の通路を設けることで、コイルの冷却効果を高めるができる。従って、高効率のモータを実現することができる。
【００１１】
モータにおいて、コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部が設けられてもよい。
【００１２】
この構成によれば、コイルの断面積を大きく減少させることなく、冷媒の通路を設けることができる。
【００１３】
また、モータにおいて、コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンにおける第１対向面の中央部分、あるいは第２対向面の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、凹部が設けられてもよい。
【００１４】
この構成によれば、コイルの断面積を大きく減少させることなく、冷媒の通路を設けることができる。
【００１５】
コイルのうち、少なくとも２つのターンに凹部が設けられていてもよい。
【００１６】
また、モータにおいて、コイルにおける少なくともステータコア近傍のターンに、凹部が設けられてもよい。
【００１７】
この構成によれば、冷媒の通路から遠い位置にあるステータコア近傍のターンに冷媒の通路を設けることで、効率よくコイルを冷却することができる。
【００１８】
コイルの各ターンにおける第２対向面が複数の凹部を有していてもよい。
【００１９】
この構成によれば、コイルの表面積を増やすことができ、コイルの冷却効果をより高めることができる。
【００２０】
冷媒は液体であってもよい。
【００２１】
本開示によれば、冷媒によるコイルの冷却効果を高めて、高効率のモータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】実施形態に係るモータを示す上面図である。
【図１Ｂ】実施形態に係るモータを示す側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ線での断面図である。
【図２】図１Ｃの部分拡大図である。
【図３Ａ】実施形態に係るモータのティースとコイルの別の断面を示す図である。
【図３Ｂ】実施形態に係るモータのティースとコイルのさらに別の断面を示す図である。
【図４Ａ】変形例１に係るティースとコイルの断面を示す図である。
【図４Ｂ】変形例１に係るティースとコイルの別の断面を示す図である。
【図４Ｃ】変形例１に係るティースとコイルのさらに別の断面を示す図である。
【図５】変形例２に係るティースとコイルの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２４】
（実施形態）
（モータ構造）
図１Ａは、実施形態に係るモータ１を示す上面図である。図１Ｂは、実施形態に係るモータ１を示す側面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ線での断面図である。ただし、いずれにおいても、カバーケース等は図示していない。なお、図１Ｃにおいては、要部の断面のみをハッチングで示す。モータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、シャフト２と、ロータ３と、ステータ４と、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１と、バスバー５１〜５４と、を備えている。
【００２５】
ここで、シャフト２の長手方向（図１Ａ紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼ぶ。これに直交する方向（図１Ａ紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶ。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
【００２６】
「一体」あるいは「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけでなく、共有結合、イオン結合、または、金属結合などの材料結合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または、部品全体が溶融などによって材料結合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
【００２７】
シャフト２は、Ｚ軸方向に延びる中空部２ａを内部に有している。シャフト２の側面には複数の貫通孔２ｂが設けられている。中空部２ａは、モータ１の内部を冷却するための冷媒Ｃの通路である。冷媒Ｃは中空部２ａ内をＺ軸方向に沿って流れている。外部に設けられたポンプ等（図示せず）により、冷媒Ｃは循環してモータ１の内部を流れている。また、中空部２ａ内を流れる冷媒Ｃの一部は、複数の貫通孔２ｂから流れ出て、モータ１の中心側から外側、つまりロータ３からステータ４のある方向に向けても流れ、ロータ３及びステータ４を冷却する。
【００２８】
ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１としてネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
【００２９】
ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ３と一定の間隔を持って、離間して配置されている。
【００３０】
ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
【００３１】
本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用される。
【００３２】
ステータ４は１２個のコイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１を有している。コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１の各々は、対応するティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、各スロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１〜Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２〜Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１〜Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化されて配置されている。
【００３３】
ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、時計回りとは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
【００３４】
厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２〜Ｖ４２及びコイルＷ１１〜Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
【００３５】
（コイル断面の特徴）
図２は、図１Ｃの断面図の部分拡大図である。図２は、ステータコア４１から突出したティース４２と、ティース４２に巻回されたコイル５Ａとを示している。ステータコア４１はモータ外側に位置し、ティース４２はモータ中心側に位置する。コイル５Ａは、図１Ｃに示したコイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１のいずれかに対応する。コイル５Ａは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）などのいずれかを主たる材料として形成されている。
【００３６】
ここでは、ティース４２がステータコア４１から突出する方向をＲ方向とする。図２は、Ｒ方向に沿った断面を示している。図２では、コイル５Ａは、ティース４２に６ターン巻回されている。Ａ１〜Ａ６はそれぞれ、第１ターンから第６ターンにおけるコイル５Ａを断面で示している。また、符号Ａ１〜Ａ６はそれぞれ、当該Ａ１〜Ａ６の断面積を表す場合もある。
【００３７】
本実施形態では、コイル５Ａにおいて、実質的に台形形状の断面形状を有する各ターンは、ティース４２に近い側で、かつＲ方向に沿って、モータ１の中心側にある角部６０ＡがＣ面取りされたよう形状を有する切り欠き部を有している。切り欠き部は、直線的に角部６０Ａが切り取られた形状を有し、ティース４２と角部６０Ａとがなす空間は、実質的な三角形となっている。この空間は、ステータ４内を流れる冷媒Ｃの通路として機能する。言いかえると、コイル５Ａにおけるティース４２との対向面６１に複数の凹部６３が設けられ、ティース４２の側面と凹部６３とで冷媒Ｃの通路が構成されている。
【００３８】
このような構成とすることで、熱が溜まりやすいコイル５Ａの近傍に、冷媒Ｃの通路を確保でき、コイル５Ａを効率よく冷却することができる。また、コイル５Ａの各ターンにおいて、角部６０ＡはＣ面取りされたような形状であるから、コイル５Ａの断面積を大きく減少させることがなく、コイル５Ａの占積率を維持できる。これらにより、モータ１の効率を向上できる。また、コイル５Ａの各ターンにおいて、角部６０ＡをＣ面取りされたような形状とすることにより、角部６０Ａを丸めるようにＲ面取りされた形状にする場合と比べて、凹部６３の面積を大きく取ることができる。したがって、冷媒Ｃの通路が確保されて、効率よくコイル５Ａを冷却することができる。
【００３９】
図３Ａは、実施形態に係るモータ１のティース４２とコイル５Ａの別の断面を示す図である。図３Ａは、コイル５Ａの第３ターンＡ３と、隣接するコイル５Ａの第３ターンＡ３及びティース４２とを示している。図２と同様に、コイル５Ａの各ターンにおける断面は、実質的な台形形状である。コイル５Ａの第３ターンＡ３は、４つの角部６０Ａ〜６０Ｄを有している。図３Ｂは、実施形態に係るモータ１のティース４２とコイル５Ａのさらに別の断面を示す図である。図３Ｂは、コイル５Ａの第２及び第３ターンＡ２，Ａ３と、隣接するコイル５Ａの第２及び第３ターンＡ２，Ａ３と、ティース４２とを示している。４つの角部６０Ａ〜６０Ｄが全て、Ｃ面取りされたような形状を有する切り欠き部となっている。なお、説明を簡便に行うために、コイル５Ａにおいて、第３ターンＡ３もしくは第２ターンＡ２と第３ターンＡ３のみを示しているが、他のターンにおいても同様の形状が適用されうる。
【００４０】
図２では、４つの角部のうち、角部６０Ａのみが切り欠き部である例を示した。しかし、ティース４２との対向面６１にあるもう一方の角部６０Ｂも、Ｃ面取りされたような形状を有する切り欠き部とすると、冷媒Ｃの通路がさらに拡大され、コイル５Ａの冷却効率が高まる。コイル５Ａの断面形状を実質的な台形形状とし、スロット４３内でのコイル５Ａの占積率を高めると、スロット４３内のスペースが減少し、冷媒Ｃが流れにくくなる。特にコイル５Ａにおける対向面６１とティース４２とは密着しているため、ほとんど冷媒Ｃが流れない。しかし、角部６０Ａまたは６０Ｂの形状を変えることで、冷媒Ｃの通路が確保され、コイル５Ａ及びティース４２を冷却することができる。
【００４１】
一方、隣接するコイル５Ａ同士では、通常、これらの間に隙間が設けられるため、コイル５Ａとティース４２との間に比べて、冷媒Ｃは流れやすい。しかし、隣接するコイル５Ａとの対向面６２に位置する角部６０Ｃ，６０Ｄも切り欠き部とすることで、隣接するコイル５Ａ，５Ａ間における冷媒Ｃの通路がさらに拡大される。同時に、冷媒Ｃとの接触面が増加する。従って、コイル５Ａの冷却効率が高まる。従って、図３Ｂに示すように、４つの角部６０Ａ〜６０ＤをすべてＣ面取りされたような形状を有する切り欠き部とすることで、冷媒Ｃによるコイル５Ａ及びティース４２の冷却効果をより高めることができる。
【００４２】
このように、角部を切り欠き部とするときの角部の位置によって、コイルの冷却効果は異なる。しかし、いずれの角部の形状を変えても、冷媒によるコイルの冷却は促進される。角部６０Ａから６０Ｄのどの角部の形状を変えるかは、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。このうち、ティース４２との対向面６１に位置する角部６０Ａ，６０Ｂの形状を変えると、冷媒Ｃの通路が確保され、コイル５Ａ及びティース４２を冷却するにはより好ましい。
【００４３】
また、コイル５Ａにおいて全てのターンの角部を、例えば図２または図３Ｂに示した形状としてもよいが、一部のターンのみを図２または図３Ｂに示した形状としてもよい。例えば、ステータコア４１に近い側では、冷媒Ｃが流れるモータ１の中心側よりもコイルが冷却されにくい。このため、第５ないし第６ターンの角部のみをＣ面取りされた形状を有する切り欠き部としてもよい。どのターンの角部の形状を変えるかは、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。また、コイル５Ａにおいて、電流密度を一定にするためには、各ターンの断面積を同じにするのが好ましい。所定のターンにおいて、角部の形状を変えることで各ターンの断面積を同じにするようにしてもよい。すなわち、ティース４２にｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回されたコイル５Ａにおいて、コイル５Ａは、断面が多角形の導電部材からなり、コイル５Ａをティース４２のステータコア４１からの突出方向であるＲ方向に沿って切断したときの断面において、コイル５Ａは、ティース４２との対向面６１あるいは隣接するティース４２に巻回されたコイル５Ａとの対向面６２の少なくとも一方に凹部６３を有し、対向面６１あるいは対向面６２の少なくとも一方と凹部６３とで、コイル５Ａを冷却する冷媒Ｃを通過させる空間が構成されていればよい。また、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられていればよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態のモータ１は、ステータコア４１と、ステータコア４１から突出したティース４２とを有するステータ４と、ティース４２にｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイル５Ａとを備える。コイル５Ａは断面が多角形の導電部材からなる。また、コイル５Ａをティース４２がステータコア４１から突出する方向Ｒに沿って切断したときの断面において、コイル５Ａは、ティース４２との対向面６１である第１対向面、あるいは隣接するティース４２に巻回されたコイル５Ａとの対向面６２である第２対向面の少なくとも一方に凹部６３を有する。また、対向面６１に相当する第１対向面あるいは対向面６２に相当する第２対向面の少なくとも一方と凹部６３とで、コイル５Ａを冷却する冷媒Ｃを通過させる空間が構成される。
【００４５】
この構成によれば、熱が溜まりやすいコイル５Ａに対して、コイル５Ａの近傍に冷媒Ｃの通路を設けることで、コイル５Ａの冷却効果を高めるができる。従って、高効率のモータ１を実現することができる。
【００４６】
また、モータ１において、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられてもよい。
【００４７】
この構成によれば、コイル５Ａの断面積を大きく減少させることなく、冷媒Ｃの通路を設けることができる。
【００４８】
また、モータ１において、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンにおける対向面６１に相当する第１対向面の中央部分、あるいは対向面６２に相当する第２対向面の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、凹部６３が設けられてもよい。
【００４９】
この構成によれば、コイル５Ａの断面積を大きく減少させることなく、冷媒Ｃの通路を設けることができる。
【００５０】
また、コイル５Ａのうち、少なくとも２つのターンに凹部６３が設けられていてもよい。
【００５１】
また、モータ１において、コイル５Ａにおける少なくともステータコア４１近傍のターンに、凹部６３が設けられてもよい。
【００５２】
この構成によれば、冷媒Ｃの通路から遠い位置にあるステータコア４１近傍のターンに冷媒Ｃの通路を設けることで、効率よくコイル５Ａを冷却することができる。
【００５３】
（変形例１）
角部６０Ａ〜６０Ｄの形状は、Ｃ面取りされた形状に限られず、様々な形状とすることができる。図４Ａは、変形例１に係るティース４２とコイル５Ａの断面を示す図である。図４Ｂは、変形例１に係るティース４２とコイル５Ａの別の断面を示す図である。図４Ｃは、変形例１に係るティース４２とコイル５Ａのさらに別の断面を示す図である。図４Ａ〜図４Ｃは、それぞれ異なる形状の角部６０Ａまたは凹部６３を示している。例えば、図４Ａに示すように、角部６０Ａを実質的に矩形状に切り欠かれた形状を有する切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられていてもよい。また、図４Ｂに示すように、角部６０Ａを円弧がコイル５Ａの内部に向かうように、実質的に四分円形状に切り欠かれた形状を有する切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられていてもよい。さらに、図４Ｃに示すように、コイル５Ａの各ターンにおいて、対向面６１の中央部分が、実質的に矩形状に切り欠かれた形状となって、凹部６３が設けられていてもよい。または、実質的な半円形状、あるいは三角形等の多角形状に切り欠かれていてもよい。さらには、対向面６２の中央部分が、実質的な矩形状、実質的な半円形状、あるいは多角形状に切り欠かれた形状となって、凹部６３が設けられていてもよい。対向面６１の中央部分及び対向面６２の中央部分が、実質的な矩形状、実質的な半円形状、あるいは多角形状に切り欠かれた形状となって、凹部６３が設けられていてもよい。
【００５４】
いずれの場合も、コイル５Ａの断面積は、図２〜図３Ｂに示した場合と比べて若干減少する。しかし、冷媒Ｃの通路面積は大きくなり、コイル５Ａの冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、コイル５Ａの角部６０Ａ〜６０Ｄにおいて、どの部分を切り欠き部とするか、またはコイル５Ａの各ターンにおいてどの角部を切り欠き部とするかは、上記と同様に、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。
【００５６】
さらに、コイル５Ａの各ターンにおいて、どのターンの中央部分に実質的な矩形状、実質的な半円形状、あるいは多角形状に切り欠かれた形状の凹部６３を設けるかについても、上記と同様に、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって、適宜変更しうる。また、図２，図３Ｂ、図４Ａあるいは図４Ｂに示すように、コイル５Ａの角部の形状を変えるのと同時に、コイル５Ａのいずれかのターンの中央部分に切り欠かれた形状の凹部６３を設けてもよい。
【００５７】
すなわち、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられるか、または、コイル５Ａの第ｋターンにおける対向面６１の中央部分あるいは対向面６２の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、凹部６３が設けられていればよい。
【００５８】
（変形例２）
図５は、変形例２に係るティース４２とコイル５Ａの断面を示す図である。図５は、コイル５Ａの第３ターンＡ３とティース４２とを示している。図５に示すように、コイル５Ａにおいて、隣接するコイル５Ａとの対向面６２に複数の凹部６３が設けられている。上述したとおり、隣接するコイル５Ａ間では、コイル５Ａとティース４２との間に比べて冷媒Ｃが流れやすい。従って、対向面６２に複数の凹部６３を設けることで、冷媒Ｃと接する部分の表面積を増やす。従って、コイル５Ａの冷却効果がより高まる。なお、対向面６２に位置する角部６０Ｃ，６０Ｄを切り欠き部とすることも、対向面６２の表面積を増やす作用がある。
【００５９】
なお、対向面６２の凹凸形状については、図５に示す形状に限定されない。また、コイル５Ａの全てのターンにおいて、対向面６２に複数の凹部６３を設けるのか、一部のターンのみで対向面６２に複数の凹部６３を設けるのかは、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。
【００６０】
また、図５に示した対向面６２の形状は、図２、図３Ａ，図３Ｂ、または図４Ａ〜４Ｃに示した構成のいずれに対しても適用可能である。
【００６１】
以上のように、本変形例２のコイルの各ターンにおける対向面６２に相当する第２対向面が複数の凹部を有していてもよい。
【００６２】
この構成によれば、コイルの表面積を増やすことができ、コイルの冷却効果をより高めることができる。
【００６３】
なお、実施形態において、コイルのターン数を６としたが、これに限定されるものではなく、モータ１のサイズまたは性能等によって適宜変更しうる。
【００６４】
実施形態において、コイル５Ａの断面形状は、実質的な台形形状であったが、それ以外の四角形、例えば、実質的な矩形状であってもよい。また、四角形に限られず、他の多角形であってもよい。
【００６５】
また、コイル５Ａの角部６０Ａ〜６０Ｄは、成形加工または切削加工等により実際にＣ面取りを行うか、あるいは切り欠くかして切り欠く部にしてもよい。鋳造等によりコイル５Ａを一括成形する場合は、鋳型等において、角部６０Ａ〜６０Ｄを予めＣ面取りされた形状にするか、あるいは多角形か実質的な四分円形状に切り欠かれた形状にしておいてもよい。コイル５Ａの各ターンの中央部分を多角形か実質的な半円形状に切り欠かれた形状とする場合も同様である。
【００６６】
実施形態において、コイルＵ１１〜Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２〜Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１〜Ｗ４１はバスバー５３とそれぞれ一体化されている例を示した。しかし、各々のコイル形状に対応する様に、ヒュージングまたは溶接処理等により、バスバーへ取り付けられていてもよい。
【００６７】
実施形態において、冷媒Ｃがシャフト２内の中空部２ａを流れる構成としたが、例えば、ロータ３とステータ４との間の空間を循環して流れるようにしてもよい。冷媒Ｃとして、例えば油または水等の液体を用いることができる。冷媒Ｃとして液体を用いることで、コイル５Ａの冷却効果がより高まる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本開示に係るモータは、冷媒によるコイルの冷却効果をより高める。従って、高効率かつ低コストのモータを実現する上で、有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１    モータ
２    シャフト
２ａ    中空部
２ｂ    貫通孔
３    ロータ
４    ステータ
５Ａ    コイル
３１    磁石
４１    ステータコア
４２    ティース
４３    スロット
５１〜５４    バスバー
６０Ａ〜６０Ｄ    コイル５Ａの角部
６１    対向面
６２    対向面
６３    凹部
Ａ１〜Ａ６    コイル５Ａの各ターンにおける断面
Ｃ    冷媒
Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１    コイル
【図１Ａ】
2018154944.tif 000003
【図１Ｂ】
2018154944.tif 000004
【図１Ｃ】
2018154944.tif 000005
【図２】
2018154944.tif 000006
【図３Ａ】
2018154944.tif 000007
【図３Ｂ】
2018154944.tif 000008
【図４Ａ】
2018154944.tif 000009
【図４Ｂ】
2018154944.tif 000010
【図４Ｃ】
2018154944.tif 000011
【図５】
2018154944.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月22日(2019.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、モータにおけるコイルの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業、車載用途で、モータの需要は高まっている。その中で、モータの効率向上、低コスト化が要望されている。
【０００３】
モータの効率向上の一つの手法として、ステータのスロット内に配置されるコイルの占積率を向上させることが知られている。コイルの占積率を向上させることで、モータの駆動時に、コイルに流れる電流に起因する損失を抑制できる。
【０００４】
コイルの占積率を向上させる手法として、銅材を用いた鋳造コイルをスロット内に配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
モータ効率を低下させる要因の一つに熱があり、モータ内部に冷媒を循環させて温度上昇を抑制することが知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００６】
コイルの占積率が向上すると、スロット内での空きスペースが小さくなり、スロット内を冷媒が流れにくくなる。その結果、コイルまたはコイルが巻回されるティースに熱がこもりやすくなり、モータ効率が低下するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２２１２６３７号明細書
【特許文献２】特開２０１５−１０９７３３号公報
【発明の概要】
【０００８】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、冷媒によるコイルの冷却効果をより高めて、高効率のモータを実現することにある。
【０００９】
上記の目的を達成するために、ここに開示する技術のモータは、ステータコアと、ステータコアから突出したティースとを有するステータと、ティースにｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイルとを備える。コイルは断面が多角形の導電部材からなる。また、コイルをティースがステータコアから突出する方向に沿って切断したときの断面において、コイルは、ティースとの対向面である第１対向面、あるいは隣接するティースに巻回されたコイルとの対向面である第２対向面の少なくとも一方に凹部を有する。また、第１対向面あるいは第２対向面の少なくとも一方と凹部とで、コイルを冷却する冷媒を通過させる空間が構成される。
【００１０】
この構成によれば、熱が溜まりやすいコイルに対して、コイルの近傍に冷媒の通路を設けることで、コイルの冷却効果を高めるができる。従って、高効率のモータを実現することができる。
【００１１】
モータにおいて、コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部が設けられてもよい。
【００１２】
この構成によれば、コイルの断面積を大きく減少させることなく、冷媒の通路を設けることができる。
【００１３】
また、モータにおいて、コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンにおける第１対向面の中央部分、あるいは第２対向面の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、凹部が設けられてもよい。
【００１４】
この構成によれば、コイルの断面積を大きく減少させることなく、冷媒の通路を設けることができる。
【００１５】
コイルのうち、少なくとも２つのターンに凹部が設けられていてもよい。
【００１６】
また、モータにおいて、コイルにおける少なくともステータコア近傍のターンに、凹部が設けられてもよい。
【００１７】
この構成によれば、冷媒の通路から遠い位置にあるステータコア近傍のターンに冷媒の通路を設けることで、効率よくコイルを冷却することができる。
【００１８】
コイルの各ターンにおける第２対向面が複数の凹部を有していてもよい。
【００１９】
この構成によれば、コイルの表面積を増やすことができ、コイルの冷却効果をより高めることができる。
【００２０】
冷媒は液体であってもよい。
【００２１】
本開示によれば、冷媒によるコイルの冷却効果を高めて、高効率のモータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】実施形態に係るモータを示す上面図である。
【図１Ｂ】実施形態に係るモータを示す側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ線での断面図である。
【図２】図１Ｃの部分拡大図である。
【図３Ａ】実施形態に係るモータのティースとコイルの別の断面を示す図である。
【図３Ｂ】実施形態に係るモータのティースとコイルのさらに別の断面を示す図である。
【図４Ａ】変形例１に係るティースとコイルの断面を示す図である。
【図４Ｂ】変形例１に係るティースとコイルの別の断面を示す図である。
【図４Ｃ】変形例１に係るティースとコイルのさらに別の断面を示す図である。
【図５】変形例２に係るティースとコイルの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２４】
（実施形態）
（モータ構造）
図１Ａは、実施形態に係るモータ１を示す上面図である。図１Ｂは、実施形態に係るモータ１を示す側面図である。図１Ｃは、図１Ｂにおける１Ｃ−１Ｃ線での断面図である。ただし、いずれにおいても、カバーケース等は図示していない。なお、図１Ｃにおいては、要部の断面のみをハッチングで示す。モータ１は、カバーケース（図示せず）の内部に、シャフト２と、ロータ３と、ステータ４と、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１と、バスバー５１〜５４と、を備えている。
【００２５】
ここで、シャフト２の長手方向（図１Ａ紙面に対して垂直な方向）をＺ軸方向と呼ぶ。これに直交する方向（図１Ａ紙面に対して平行な方向）をＸ軸方向、Ｙ軸方向と呼ぶ。Ｘ軸方向とＹ軸方向は直交する。
【００２６】
「一体」あるいは「一体化」とは、複数の部品が、ボルト締め、または、かしめ等の機械的に接続されているだけでなく、共有結合、イオン結合、または、金属結合などの材料結合によって、部品が電気的に接続された１つの物体、または、部品全体が溶融などによって材料結合され、電気的に接続された１つの物体の状態をいう。
【００２７】
シャフト２は、Ｚ軸方向に延びる中空部２ａを内部に有している。シャフト２の側面には複数の貫通孔２ｂが設けられている。中空部２ａは、モータ１の内部を冷却するための冷媒Ｃの通路である。冷媒Ｃは中空部２ａ内をＺ軸方向に沿って流れている。外部に設けられたポンプ等（図示せず）により、冷媒Ｃは循環してモータ１の内部を流れている。また、中空部２ａ内を流れる冷媒Ｃの一部は、複数の貫通孔２ｂから流れ出て、モータ１の中心側から外側、つまりロータ３からステータ４のある方向に向けても流れ、ロータ３及びステータ４を冷却する。
【００２８】
ロータ３は、シャフト２の外周に接して設けられている。ロータ３は、ステータ４に対向して、Ｎ極、Ｓ極がシャフト２の外周方向に沿って交互に配置された磁石３１を含んでいる。本実施形態で、ロータ３に用いられる磁石３１としてネオジム磁石を使用しているが、磁石３１の材料、形状、及び材質については、モータの出力等に応じて、適宜変更しうる。
【００２９】
ステータ４は、実質的に円環状のステータコア４１と、ステータコア４１の内周に沿って等間隔に設けられた複数のティース４２と、ティース４２間にそれぞれ設けられたスロット４３とを有している。ステータ４は、Ｚ軸方向から見て、ロータ３の外側に、ロータ
３と一定の間隔を持って、離間して配置されている。
【００３０】
ステータコア４１は、例えば、ケイ素等を含有した電磁鋼板を積層した後に、打ち抜き加工して形成される。
【００３１】
本実施形態において、ロータ３の磁極数は、ステータ４に対向するＮ極が５個、Ｓ極が５個の計１０極である。スロット４３の数は１２個である。しかし、ロータ３の磁極数とスロット４３の数は、特にこれに限定されるものではなく、その他の磁極数とスロット数との組合せについても適用される。
【００３２】
ステータ４は１２個のコイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１を有している。コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１の各々は、対応するティース４２に対して装着されて、Ｚ軸方向から見て、各スロット４３内に配置されている。つまり、コイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１はティース４２に対して集中巻になっている。さらに、コイルＵ１１〜Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２〜Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１〜Ｗ４１はバスバー５３と、それぞれ一体化されて配置されている。
【００３３】
ここで、コイルを表わす符号ＵＰＱ、ＶＰＱ、ＷＰＱのうち、最初の文字はモータ１の各相（本実施形態の場合では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を表わす。２番目の文字は同相内のコイルの配列順を表わす。３番目の文字はコイルの巻回方向を表わし、本実施形態では、１は時計回り方向、２は反時計回り方向である。従って、コイルＵ１１は、Ｕ相の配列順が１番目のコイルで、巻回方向が時計回り方向であることを表わす。コイルＶ４２は、Ｖ相の配列順が４番目のコイルで、巻回方向が反時計回り方向であることを表わす。なお、時計回りとは、モータ１の中心から見て右回りをいい、「反時計回り」とはモータ１の中心から見て左回りをいう。
【００３４】
厳密には、コイルＵ１１，Ｕ４１はＵ相のコイルであり、コイルＵ２２，Ｕ３２はＵバー相（Ｕ相のコイルと発生する磁界の向きが逆）のコイルである。しかし、以降の説明では、特に断らない限り、Ｕ相のコイルと総称する。コイルＶ１２〜Ｖ４２及びコイルＷ１１〜Ｗ４１についても同様に、Ｖ相のコイル、Ｗ相のコイルとそれぞれ総称する。
【００３５】
（コイル断面の特徴）
図２は、図１Ｃの断面図の部分拡大図である。図２は、ステータコア４１から突出したティース４２と、ティース４２に巻回されたコイル５Ａとを示している。ステータコア４１はモータ外側に位置し、ティース４２はモータ中心側に位置する。コイル５Ａは、図１Ｃに示したコイルＵ１１〜Ｕ４１、Ｖ１２〜Ｖ４２、Ｗ１１〜Ｗ４１のいずれかに対応する。コイル５Ａは、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、真鍮、鉄、及びＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）などのいずれかを主たる材料として形成されている。
【００３６】
ここでは、ティース４２がステータコア４１から突出する方向をＲ方向とする。図２は、Ｒ方向に沿った断面を示している。図２では、コイル５Ａは、ティース４２に６ターン巻回されている。Ａ１〜Ａ６はそれぞれ、第１ターンから第６ターンにおけるコイル５Ａを断面で示している。また、符号Ａ１〜Ａ６はそれぞれ、当該Ａ１〜Ａ６の断面積を表す場合もある。
【００３７】
本実施形態では、コイル５Ａにおいて、実質的に台形形状の断面形状を有する各ターンは、ティース４２に近い側で、かつＲ方向に沿って、モータ１の中心側にある角部６０ＡがＣ面取りされたよう形状を有する切り欠き部を有している。切り欠き部は、直線的に角
部６０Ａが切り取られた形状を有し、ティース４２と角部６０Ａとがなす空間は、実質的な三角形となっている。この空間は、ステータ４内を流れる冷媒Ｃの通路として機能する。言いかえると、コイル５Ａにおけるティース４２との対向面６１に複数の凹部６３が設けられ、ティース４２の側面と凹部６３とで冷媒Ｃの通路が構成されている。
【００３８】
このような構成とすることで、熱が溜まりやすいコイル５Ａの近傍に、冷媒Ｃの通路を確保でき、コイル５Ａを効率よく冷却することができる。また、コイル５Ａの各ターンにおいて、角部６０ＡはＣ面取りされたような形状であるから、コイル５Ａの断面積を大きく減少させることがなく、コイル５Ａの占積率を維持できる。これらにより、モータ１の効率を向上できる。また、コイル５Ａの各ターンにおいて、角部６０ＡをＣ面取りされたような形状とすることにより、角部６０Ａを丸めるようにＲ面取りされた形状にする場合と比べて、凹部６３の面積を大きく取ることができる。したがって、冷媒Ｃの通路が確保されて、効率よくコイル５Ａを冷却することができる。
【００３９】
図３Ａは、実施形態に係るモータ１のティース４２とコイル５Ａの別の断面を示す図である。図３Ａは、コイル５Ａの第３ターンＡ３と、隣接するコイル５Ａの第３ターンＡ３及びティース４２とを示している。図２と同様に、コイル５Ａの各ターンにおける断面は、実質的な台形形状である。コイル５Ａの第３ターンＡ３は、４つの角部６０Ａ〜６０Ｄを有している。図３Ｂは、実施形態に係るモータ１のティース４２とコイル５Ａのさらに別の断面を示す図である。図３Ｂは、コイル５Ａの第２及び第３ターンＡ２，Ａ３と、隣接するコイル５Ａの第２及び第３ターンＡ２，Ａ３と、ティース４２とを示している。４つの角部６０Ａ〜６０Ｄが全て、Ｃ面取りされたような形状を有する切り欠き部となっている。なお、説明を簡便に行うために、コイル５Ａにおいて、第３ターンＡ３もしくは第２ターンＡ２と第３ターンＡ３のみを示しているが、他のターンにおいても同様の形状が適用されうる。
【００４０】
図２では、４つの角部のうち、角部６０Ａのみが切り欠き部である例を示した。しかし、ティース４２との対向面６１にあるもう一方の角部６０Ｂも、Ｃ面取りされたような形状を有する切り欠き部とすると、冷媒Ｃの通路がさらに拡大され、コイル５Ａの冷却効率が高まる。コイル５Ａの断面形状を実質的な台形形状とし、スロット４３内でのコイル５Ａの占積率を高めると、スロット４３内のスペースが減少し、冷媒Ｃが流れにくくなる。特にコイル５Ａにおける対向面６１とティース４２とは密着しているため、ほとんど冷媒Ｃが流れない。しかし、角部６０Ａまたは６０Ｂの形状を変えることで、冷媒Ｃの通路が確保され、コイル５Ａ及びティース４２を冷却することができる。
【００４１】
一方、隣接するコイル５Ａ同士では、通常、これらの間に隙間が設けられるため、コイル５Ａとティース４２との間に比べて、冷媒Ｃは流れやすい。しかし、隣接するコイル５Ａとの対向面６２に位置する角部６０Ｃ，６０Ｄも切り欠き部とすることで、隣接するコイル５Ａ，５Ａ間における冷媒Ｃの通路がさらに拡大される。同時に、冷媒Ｃとの接触面が増加する。従って、コイル５Ａの冷却効率が高まる。従って、図３Ｂに示すように、４つの角部６０Ａ〜６０ＤをすべてＣ面取りされたような形状を有する切り欠き部とすることで、冷媒Ｃによるコイル５Ａ及びティース４２の冷却効果をより高めることができる。
【００４２】
このように、角部を切り欠き部とするときの角部の位置によって、コイルの冷却効果は異なる。しかし、いずれの角部の形状を変えても、冷媒によるコイルの冷却は促進される。角部６０Ａから６０Ｄのどの角部の形状を変えるかは、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。このうち、ティース４２との対向面６１に位置する角部６０Ａ，６０Ｂの形状を変えると、冷媒Ｃの通路が確保され、コイル５Ａ及びティース４２を冷却するにはより好ましい。
【００４３】
また、コイル５Ａにおいて全てのターンの角部を、例えば図２または図３Ｂに示した形状としてもよいが、一部のターンのみを図２または図３Ｂに示した形状としてもよい。例えば、ステータコア４１に近い側では、冷媒Ｃが流れるモータ１の中心側よりもコイルが冷却されにくい。このため、第５ないし第６ターンの角部のみをＣ面取りされた形状を有する切り欠き部としてもよい。どのターンの角部の形状を変えるかは、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。また、コイル５Ａにおいて、電流密度を一定にするためには、各ターンの断面積を同じにするのが好ましい。所定のターンにおいて、角部の形状を変えることで各ターンの断面積を同じにするようにしてもよい。すなわち、ティース４２にｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回されたコイル５Ａにおいて、コイル５Ａは、断面が多角形の導電部材からなり、コイル５Ａをティース４２のステータコア４１からの突出方向であるＲ方向に沿って切断したときの断面において、コイル５Ａは、ティース４２との対向面６１あるいは隣接するティース４２に巻回されたコイル５Ａとの対向面６２の少なくとも一方に凹部６３を有し、対向面６１あるいは対向面６２の少なくとも一方と凹部６３とで、コイル５Ａを冷却する冷媒Ｃを通過させる空間が構成されていればよい。また、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられていればよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態のモータ１は、ステータコア４１と、ステータコア４１から突出したティース４２とを有するステータ４と、ティース４２にｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイル５Ａとを備える。コイル５Ａは断面が多角形の導電部材からなる。また、コイル５Ａをティース４２がステータコア４１から突出する方向Ｒに沿って切断したときの断面において、コイル５Ａは、ティース４２との対向面６１である第１対向面、あるいは隣接するティース４２に巻回されたコイル５Ａとの対向面６２である第２対向面の少なくとも一方に凹部６３を有する。また、対向面６１に相当する第１対向面あるいは対向面６２に相当する第２対向面の少なくとも一方と凹部６３とで、コイル５Ａを冷却する冷媒Ｃを通過させる空間が構成される。
【００４５】
この構成によれば、熱が溜まりやすいコイル５Ａに対して、コイル５Ａの近傍に冷媒Ｃの通路を設けることで、コイル５Ａの冷却効果を高めるができる。従って、高効率のモータ１を実現することができる。
【００４６】
また、モータ１において、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられてもよい。
【００４７】
この構成によれば、コイル５Ａの断面積を大きく減少させることなく、冷媒Ｃの通路を設けることができる。
【００４８】
また、モータ１において、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンにおける対向面６１に相当する第１対向面の中央部分、あるいは対向面６２に相当する第２対向面の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、凹部６３が設けられてもよい。
【００４９】
この構成によれば、コイル５Ａの断面積を大きく減少させることなく、冷媒Ｃの通路を設けることができる。
【００５０】
また、コイル５Ａのうち、少なくとも２つのターンに凹部６３が設けられていてもよい。
【００５１】
また、モータ１において、コイル５Ａにおける少なくともステータコア４１近傍のターンに、凹部６３が設けられてもよい。
【００５２】
この構成によれば、冷媒Ｃの通路から遠い位置にあるステータコア４１近傍のターンに冷媒Ｃの通路を設けることで、効率よくコイル５Ａを冷却することができる。
【００５３】
（変形例１）
角部６０Ａ〜６０Ｄの形状は、Ｃ面取りされた形状に限られず、様々な形状とすることができる。図４Ａは、変形例１に係るティース４２とコイル５Ａの断面を示す図である。図４Ｂは、変形例１に係るティース４２とコイル５Ａの別の断面を示す図である。図４Ｃは、変形例１に係るティース４２とコイル５Ａのさらに別の断面を示す図である。図４Ａ〜図４Ｃは、それぞれ異なる形状の角部６０Ａまたは凹部６３を示している。例えば、図４Ａに示すように、角部６０Ａを実質的に矩形状に切り欠かれた形状を有する切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられていてもよい。また、図４Ｂに示すように、角部６０Ａを円弧がコイル５Ａの内部に向かうように、実質的に四分円形状に切り欠かれた形状を有する切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられていてもよい。さらに、図４Ｃに示すように、コイル５Ａの各ターンにおいて、対向面６１の中央部分が、実質的に矩形状に切り欠かれた形状となって、凹部６３が設けられていてもよい。または、実質的な半円形状、あるいは三角形等の多角形状に切り欠かれていてもよい。さらには、対向面６２の中央部分が、実質的な矩形状、実質的な半円形状、あるいは多角形状に切り欠かれた形状となって、凹部６３が設けられていてもよい。対向面６１の中央部分及び対向面６２の中央部分が、実質的な矩形状、実質的な半円形状、あるいは多角形状に切り欠かれた形状となって、凹部６３が設けられていてもよい。
【００５４】
いずれの場合も、コイル５Ａの断面積は、図２〜図３Ｂに示した場合と比べて若干減少する。しかし、冷媒Ｃの通路面積は大きくなり、コイル５Ａの冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、コイル５Ａの角部６０Ａ〜６０Ｄにおいて、どの部分を切り欠き部とするか、またはコイル５Ａの各ターンにおいてどの角部を切り欠き部とするかは、上記と同様に、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。
【００５６】
さらに、コイル５Ａの各ターンにおいて、どのターンの中央部分に実質的な矩形状、実質的な半円形状、あるいは多角形状に切り欠かれた形状の凹部６３を設けるかについても、上記と同様に、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって、適宜変更しうる。また、図２，図３Ｂ、図４Ａあるいは図４Ｂに示すように、コイル５Ａの角部の形状を変えるのと同時に、コイル５Ａのいずれかのターンの中央部分に切り欠かれた形状の凹部６３を設けてもよい。
【００５７】
すなわち、コイル５Ａの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、凹部６３が設けられるか、または、コイル５Ａの第ｋターンにおける対向面６１の中央部分あるいは対向面６２の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、凹部６３が設けられていればよい。
【００５８】
（変形例２）
図５は、変形例２に係るティース４２とコイル５Ａの断面を示す図である。図５は、コイル５Ａの第３ターンＡ３とティース４２とを示している。図５に示すように、コイル５Ａにおいて、隣接するコイル５Ａとの対向面６２に複数の凹部６３が設けられている。上
述したとおり、隣接するコイル５Ａ間では、コイル５Ａとティース４２との間に比べて冷媒Ｃが流れやすい。従って、対向面６２に複数の凹部６３を設けることで、冷媒Ｃと接する部分の表面積を増やす。従って、コイル５Ａの冷却効果がより高まる。なお、対向面６２に位置する角部６０Ｃ，６０Ｄを切り欠き部とすることも、対向面６２の表面積を増やす作用がある。
【００５９】
なお、対向面６２の凹凸形状については、図５に示す形状に限定されない。また、コイル５Ａの全てのターンにおいて、対向面６２に複数の凹部６３を設けるのか、一部のターンのみで対向面６２に複数の凹部６３を設けるのかは、モータ１に求められる性能、モータ１の使用環境、及びコイル５Ａに求められる上限温度、あるいはコイル５Ａの設定占積率等によって適宜変更しうる。
【００６０】
また、図５に示した対向面６２の形状は、図２、図３Ａ，図３Ｂ、または図４Ａ〜４Ｃに示した構成のいずれに対しても適用可能である。
【００６１】
以上のように、本変形例２のコイルの各ターンにおける対向面６２に相当する第２対向面が複数の凹部を有していてもよい。
【００６２】
この構成によれば、コイルの表面積を増やすことができ、コイルの冷却効果をより高めることができる。
【００６３】
なお、実施形態において、コイルのターン数を６としたが、これに限定されるものではなく、モータ１のサイズまたは性能等によって適宜変更しうる。
【００６４】
実施形態において、コイル５Ａの断面形状は、実質的な台形形状であったが、それ以外の四角形、例えば、実質的な矩形状であってもよい。また、四角形に限られず、他の多角形であってもよい。
【００６５】
また、コイル５Ａの角部６０Ａ〜６０Ｄは、成形加工または切削加工等により実際にＣ面取りを行うか、あるいは切り欠くかして切り欠く部にしてもよい。鋳造等によりコイル５Ａを一括成形する場合は、鋳型等において、角部６０Ａ〜６０Ｄを予めＣ面取りされた形状にするか、あるいは多角形か実質的な四分円形状に切り欠かれた形状にしておいてもよい。コイル５Ａの各ターンの中央部分を多角形か実質的な半円形状に切り欠かれた形状とする場合も同様である。
【００６６】
実施形態において、コイルＵ１１〜Ｕ４１がバスバー５１と、コイルＶ１２〜Ｖ４２はバスバー５２と、コイルＷ１１〜Ｗ４１はバスバー５３とそれぞれ一体化されている例を示した。しかし、各々のコイル形状に対応する様に、ヒュージングまたは溶接処理等により、バスバーへ取り付けられていてもよい。
【００６７】
実施形態において、冷媒Ｃがシャフト２内の中空部２ａを流れる構成としたが、例えば、ロータ３とステータ４との間の空間を循環して流れるようにしてもよい。冷媒Ｃとして、例えば油または水等の液体を用いることができる。冷媒Ｃとして液体を用いることで、コイル５Ａの冷却効果がより高まる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本開示に係るモータは、冷媒によるコイルの冷却効果をより高める。従って、高効率かつ低コストのモータを実現する上で、有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１    モータ
２    シャフト
２ａ    中空部
２ｂ    貫通孔
３    ロータ
４    ステータ
５Ａ    コイル
３１    磁石
４１    ステータコア
４２    ティース
４３    スロット
５１〜５４    バスバー
６０Ａ〜６０Ｄ    コイル５Ａの角部
６１    対向面
６２    対向面
６３    凹部
Ａ１〜Ａ６    コイル５Ａの各ターンにおける断面
Ｃ    冷媒
Ｕ１１，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ３１，Ｖ４２，Ｗ１１，Ｗ２２，Ｗ３２，Ｗ４１    コイル
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアと、前記ステータコアから突出したティースとを有するステータと、
前記ティースにｎ（ｎは１以上の整数）ターン巻回された第１〜第ｎターンからなるコイルとを備えたモータであって、
前記コイルは断面が多角形の導電部材からなり、
前記コイルを前記ティースが前記ステータコアから突出する方向に沿って切断したときの断面において、
前記コイルは、前記ティースとの対向面である第１対向面、あるいは隣接するティースに巻回されたコイルとの対向面である第２対向面の少なくとも一方に凹部を有し、
前記第１対向面あるいは前記第２対向面の少なくとも一方と前記凹部とで、前記コイルを冷却する冷媒を通過させる空間が構成されるモータ。
【請求項２】
前記コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンの角部の少なくとも一つを切り欠き部とすることで、前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記コイルの第ｋ（ｋは整数であり、１≦ｋ≦ｎ）ターンにおける前記第１対向面の中央部分、あるいは前記第２対向面の中央部分の少なくとも一方を切り欠かれた形状とすることで、前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記コイルのうち、少なくとも２つのターンに前記凹部が設けられる請求項１記載のモータ。
【請求項５】
前記コイルにおける少なくとも前記ステータコア近傍のターンに、前記凹部が設けられる
請求項１記載のモータ。
【請求項６】
前記コイルの各ターンにおける前記第２対向面が複数の前記凹部を有する請求項１記載のモータ。
【請求項７】
前記冷媒は液体である請求項１記載のモータ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2018154944.tif 000013
【図１Ｂ】
2018154944.tif 000014
【図１Ｃ】
2018154944.tif 000015
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2018154944.tif 000024
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